KR20170097363A - 미세입자 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세입자 분리장치로서, 미세입자를 포함하는 공기 흐름 상에 전자기장을 인가하여 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 미세입자를 미세입자 포집부로 유도하고, 미세입자 포집부에서 유전영동으로 포집된 미세입자를 이동시켜 제거하는 미세입자 분리장치를 제시한다.

Description

미세입자 분리장치 {MICRO PARTICLE SEPARATOR}

본 발명은 미세입자 분리장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 미세입자를 포함하는 공기 흐름 상에 전자기장을 인가하여 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 미세입자를 미세입자 포집부로 유도하고, 미세입자 포집부에서 유전영동으로 포집된 미세입자를 이동시켜 제거하는 미세입자 분리장치에 관한 것이다.

대기 중이나 특정한 환경 하에 존재하는 미세입자들을 제어하는 기술들은 다양한 기술분야에서 광범위하게 응용 되고 있으며, 산업적으로도 중요한 위치를 차지해 가고 있다. 특히 미세먼지가 호흡기 질환, 심혈관 질환 및 피부 질환의 주요 원인으로 밝혀짐에 따라 심각한 사회문제로 인식되고 있다.

이와 같은 미세 먼지를 제거하기 위해 전기집진장치(electrostatic precipitator, ESP)가 이용되고 있는데, 전기집진장치는 공기청정기, 냉방기, 난방기 등의 공기조화기에 장착되어 공기 중에 포함된 먼지 등의 이물질을 대전시켜 집진하는 장치이다.

전기집진장치는 크게 전기장을 형성하는 대전부와 대전부에 의해 대전된 먼지입자가 집진되는 집진부를 포함할 수 있고, 공기가 대전부를 통과한 후 집진부를 통과하는 동안 공기 중의 먼지가 집진부에 포집될 수 있다.

도 1은 종래 전기 집진기의 집진 원리를 나타내는 개념도이다.

전기 집진기는 미세입자를 이온화시키고 이온화된 미세입자를 집진전극 사이로 유도하여 집진판에 부착시킨다.

그러나 상기 도 1의 전기 집진기는 이온화 과정에서 코로나 방전을 통해 인체에 유해한 물질인 오존 또는 질소산화물이 생성되는 문제가 있으며, 미세입자의 처리 유속이 약 3m/s로 제한적이다. 또한 미세입자의 이온화 과정과 포집 과정을 각각 수행하므로 집진 설비의 규모가 크고, 초기 투자비용이 매우 큰 문제가 있다. 이로 인해, 대규모 산업설비에서는 경제성이 있으나, 가정용과 같은 소규모 설비에서는 경제성이 낮을 수 있다.

특허공개공보 제10-2016-0006062호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 미세입자에 대한 집진력을 향상시키고 또한 집진판에 흡착되지 않고 흘러가는 미세입자를 최소화시킬 수 있는 미세입자 분리장치를 제공하고자 한다.

특히, 종래 전기 집진기의 경우 주기적으로 집진판을 청소하거나 교체해야 되는 번거로움을 해소하고자 한다.

나아가서 구조가 단순하며 초기 설치비용 및 유지 보수비용을 절감할 수 있는 미세입자 분리장치를 제공하고자 한다.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 미세입자 분리장치는, 미세입자가 포함된 공기가 흐르는 공기 이동로; 상기 공기 이동로의 중단에 설치되되, 상기 공기의 흐름 방향과 동일 방향의 전기장과 상기 전기장과 수직방향의 자기장을 미세입자가 포함된 공기가 흐르는 공간에 인가하여 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 미세입자의 이동 방향을 유도하는 전자기장 인가부; 및 상기 전자기장 인가부의 미세입자에 대한 이동 방향 유도에 대응하여 미세입자를 포집하고 유전영동으로 상기 미세입자를 이동시켜 배출하는 미세입자 포집부를 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 전자기장 인가부는, 상기 공기의 흐름 방향과 동일 방향의 전기장을 형성시키기 위해 서로 대향하여 상기 공기 이동로의 중단 내부에 이격되어 배치된 복수의 전극과; 상기 제1 전극 제2 전극에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 전기장 발생부; 및 상기 전기장과 수직방향으로 자기장을 형성시켜 상기 미세입자 포집부로 미세입자의 이동을 유도하기 위한 자기장 발생부를 포함할 수 있다.

여기서 상기 제1 전극과 제2 전극은, 병렬의 복수 라인 구조, 망 구조 또는 통공이 형성된 메쉬 구조로 형성될 수 있다.

바람직하게는 상기 자기장 발생부는, 상기 공기의 흐름 방향과 수직하게 서로 대향되어 배치된 자석쌍을 포함할 수 있다.

나아가서 상기 자기장 발생부는, 상기 공기의 흐름 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 복수의 자석쌍을 포함할 수 있다.

보다 바람직하게는 상기 복수의 자석쌍은, 서로 상이한 크기의 자기장을 형성시킬 수 있다.

또한 상기 미세입자 포집부는, 상기 상기 전자기장 인가부에 의해 이동 방향이 유도된 미세입자를 포집하고, 포집된 미세입자를 유전영동으로 이동시키는 미세입자 제거판; 및 상기 미세입자 제거판에 의한 미세입자의 이동방향 끝단에 형성되어 미세입자를 배출하는 배출구를 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 미세입자 제거판은, 두 개 이상의 전계를 형성하는 복수의 전극 패턴; 및 상기 복수의 전극 패턴에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함할 수 있다.

나아가서 상기 미세입자 포집부는, 상기 전자기장 인가부가 배치된 상기 공기 이동로의 내부 공간에 위치되며, 상기 공기의 흐름 방향과 평행하게 다층구조로 배치된 복수의 미세입자 제거판을 포함할 수 있다.

일례로서, 상기 전자기장 인가부가 배치된 상기 공기 이동로의 내부 공간을 상기 공기의 흐름 방향을 따라 복수의 구역 공간으로 구분하고, 상기 복수의 구역 공간에 대응되어 상기 미세입자 포집부가 북수개 형성될 수 있다.

다른 일례로서, 상기 미세입자 포집부는 상기 전자기장 인가부의 하부에 배치될 수 있다.

바람직하게는 상기 미세입자 포집부는, 상기 공기의 흐름 방향에 대응되어 구분된 복수의 공간을 포함하며, 상기 복수의 공간마다 상기 미세입자 제거판이 배치될 수도 있다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 미세입자에 대한 집진력을 향상시키고 또한 집진판에 흡착되지 않고 흘러가는 미세입자를 최소화시킬 수 있는 미세입자 분리장치를 제공할 수 있다.

특히, 종래 전기 집진기의 경우 주기적으로 집진판을 청소하거나 교체해야 되는 번거로움을 해소할 수 있다.

나아가서 구조가 단순하며 초기 설치비용 및 유지 보수비용을 절감할 수 있는 미세입자 분리장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 전기 집진기의 집진 원리를 나타내는 개념도이며,
도 2는 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 개략적인 구성을 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 제1 실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 4는 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 미세입자 포집부에 대한 실시예를 도시하며,
도 5는 본 발명에서 적용하는 유전영동에 의한 미세입자의 이동 개념 및 미세입자 포집부의 미세입자 제거판에 인가되는 3상 전압의 일례를 나타내며,
도 6은 본 발명에 다른 미세입자 분리장치의 미세입자 포집부에 대한 다른 실시예를 도시하며,
도 7은 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 자기장 발생부에 대한 실시예를 도시하며,
도 8은 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 제2 실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 9는 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 제3 실시예에 대한 동작도를 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 미세입자를 포함하는 공기 흐름 상에 전자기장을 인가하여 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 미세입자를 미세입자 포집부로 유도하고, 미세입자 포집부에서 유전영동으로 포집된 미세입자를 이동시켜 제거하는 미세입자 분리장치를 개시한다.

도 2는 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 개략적인 구성을 도시한다.

본 발명에 따른 미세입자 분리장치는 공기 이동로(50), 전자기장 인가부(100), 미세입자 포집부(200) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

공기 이동로(50)는 일측에 미세입자(10)를 포함하는 공기가 유입되는 공기 유입부와 타측에 미세입자가 제거된 공기를 배출하는 공기 배출구(미도시)가 형성되며, 여기서 공기 이동로(50)는 다양한 공기정화기나 집진 설비 등의 내부 구성에 따라 적절한 위치에 설치될 수 있다.

본 발명에서 미세입자는 입자의 지름이 약 10㎛ 이하이며, 인체에 유해한 여러 가지 성분을 포함하는 공기 중의 먼지 등 부유 물질을 포함하는 의미이다.

전자기장 인가부(100)는 공기 이동로(50)의 중단에 형성되며, 공기 이동로(50)를 통해 이동하는 미세입자를 포함하는 공기에 전기장과 자기장을 인가한다.

즉, 전자기장 인가부(100)에서는 미세입자에 전자기장을 인가하여 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 미세입자가 일정 방향으로 이동하도록 유도하는데, 이에 대해서는 이하의 실시예들을 통해 보다 자세히 살펴보기로 한다.

미세입자 포집부(200)는 전자기장 인가부(100)에 의해 일정 방향으로 이동되도록 유도되는 미세입자를 포집하고 포집된 미세집자를 유전영동으로 이동시켜 배출시킨다.

여기서 미세입자 포집부(200)는 그 내부 구성에 따라 전자기장 인가부(100)와 유기적으로 결합되어 다양한 위치에 배치될 수 있는데, 가령 상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 미세입자 포집부(200)가 전자기장 인가부(100)의 하부에 위치되어 전자기장 인가부(100)에 의해 이동되는 미세입자들을 포집하여 배출구를 통해 미세입자(10)를 배출할 수도 있다.

또는 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 미세입자 포집부(200)가 전자기장 인가부(100)가 위치된 공기 이동로(50)의 내부로부터 외부로 연장되어 형성될 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 세부 구성과 동작에 대하여 이하의 실시예를 통해 좀더 자세히 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 제1 실시예에 대한 구성도를 도시한다.

상기 도 3의 제1 실시예에서는 본 발명에 따른 기술적 특징을 더욱 부각시켜 설명하기 위해 부수적인 구성들은 생략하였는데, 상기 도 3을 통해 설명할 전자기장 인가부는 공기 이동로의 중단에 형성된 것이며, 미세입자(10)는 공기 이동로를 따라 이송되는 공기 중에 포함된 미세입자를 나타낸다.

미세입자(10)를 포함한 공기는 공기 이동로를 따라 이동하면서 상기 공기 이동로 상의 전자기장 인가부가 배치된 영역에 이르면 상기 전자기장 인가부에 의해 이동 경로가 유도되게 된다. 이를 위해 전자기장 인가부는 전기장 발생부와 자기장 발생부(150)를 포함할 수 있다.

상기 전기장 발생부는 미세입자(10)를 포함한 공기가 존재하는 공간 영역에 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 전기장을 인가하기 위한 전극(110)과 전극(110)에 전원을 공급하는 전원 공급부(130)를 포함할 수 있으며, 전극(110)은 상기 공기 이동로의 내부에 서로 대향되어 설치된 제1 전극(111)과 제2 전극(115)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 전극(110)은 공기 이동로를 따라 이동되는 공기의 흐름을 방해하지 않도록 구성되어야 하는데, 가령 상기 도 3에 도시된 바와 같이 미세입자를 포함한 공기가 통과 가능하도록 병렬 라인 구조로 형성될 수 있으며, 이외에도 망 구조, 통공이 형성된 메쉬 구조 등 다양하게 변형될 수 있다.

상기 도 3에서는 전극(110)을 서로 쌍을 이루는 단일 전극(110)으로 도시하였으나, 필요에 따라 다수의 전극이 상기 공기 이동로를 따라 복수개 배치될 수도 있다.

전원 공급부(130)는 전극(110)에 의한 전기장을 발생시킬 수 있도록 전원을 공급하는데, 서로 쌍을 이루는 제1 전극(111)과 제2 전극(115)이 서로 대전될 수 있도록 양극과 음극의 DC 전원을 각 전극(111, 115)에 공급할 수 있다. 또한 상기 공기 이동로를 따라 다수의 전극이 복수개 배치된 경우에 전원 공급부(130)는 배치된 위치별로 다수의 전극에 상이하게 전원을 공급할 수도 있다.

이와 같이 전기장 발생부를 구성함으로써 공기의 흐름 방향과 동일한 방향으로 전기장을 형성시켜 공기에 포함된 입자를 대전시킨다.

자기장 발생부(150)는 전기장의 전계와 수직한 방향으로 자기장을 인가하도록 상기 공기 이동로의 측면에 형성된다. 자기장 발생부(150)는 자석이나 자성체를 포함할 수 있으며, 상황에 따라 영구자석이나 전자석이 적절하게 적용될 수 있다. 이때 자기장 발생부(150)로 전자석 등을 적용하는 경우 전원 공급 수단이 추가적으로 구비될 수 있다.

상기 도 3에서는 자기장 발생부(150)는 단일 판 구조로 도시하였는데, 자기장 발생부(150)의 구성은 전기장의 전계와 수직한 방향으로 자기장을 인가할 수 있도록 다양하게 변형될 수 있다. 가령, 자기장 발생부(150)로 영구자석을 적용하는 경우, 상기 공기 이동로의 양측면에 N극과 S극이 서로 대향되도록 구성될 수 있다.

본원 발명에서는 이와 같은 전자기장 인가부를 통해 공기 이동로를 따라 이동하는 공기 중에 포함된 미세입자(10)를 분리하여 이동시키는데, 상기 도 3에 도시된 바와 같이 전기장 발생부의 전기장 E와 자기장 발생부의 자기장 M에 의한 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 공기 중에 포함된 미세 입자(10)가 일정 방향으로 이동하도록 유도한다. 즉, 미세 입자(10)가 포함된 공기 중의 공간 영역에 전기장 E와 자기장 M을 형성시킴으로써 미세 입자(10)에는 플레밍의 법칙(Fleming’s　rule)에 따라 힘 F가 인가되어 힘의 방향으로 미세 입자(10)의 이동을 유도할 수 있으며, 이때 미세 입자(10)가 미세입자 포집부(200)로 이동되도록 유도한다.

상기 도 3의 제1 실시예는 상기 도 2의 (a)에 대응되는 실시예로서, 전자기장 인가부(100)의 하부에 미세입자 포집부(200)가 배치되어, 전자기장 인가부(100)는 그 하부에 배치된 미세입자 포집부(200)로 공기 중에 포함된 미세입자(10)를 유도한다.

그리고 미세입자 포집부(200)는 포집된 미세 입자(10)를 외부로 배출하는데, 보다 효과적으로 미세 입자(10)를 포집하여 배출시키기 위해 미세입자 포집부(200)는 유전영동(Dielectrophoresis: DEP) 방식으로 미세 입자(10)를 이동시키는 미세입자 제거판(210)을 포함할 수 있다.

유전 영동은 불균일한 전기장 내에서 유전체 입자(Dielectric Particle)가 유도 쌍극자를 띄고 전계가 강한 방향으로 발생하는 힘을 이용하여 입자를 이동시키는 방법으로서, 예를 들어 대전된 풍선이나 막대를 종이조각 또는 수도꼭지에서 나오는 물에 가까이 가져가는 경우 종이조각이나 물이 딸려오는 현상 등을 들 수 있다.

본 발명의 미세입자 포집부(200)에 대하여 도 4에 도시된 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 미세입자 포집부에 대한 실시예를 참조하여 살펴보기로 한다.

미세입자 포집부(200)의 미세입자 제거판(210)은 기판 상에 제1 전극 패턴(211)과 제2 전극 패턴(213)이 형성되어 전원 공급부(215, 217)를 통해 제1 전극 패턴(211)과 제2 전극 패턴(213) 각각에 전원을 인가받아 이동 전계를 발생시킨다.

여기서 이동 전계란 공간적으로 분포된 전극에 전압을 인가하는 경우 복수의 전극 사이에서 발생하는 전계를 순차적으로 이동시켜 분극 미세입자를 이동시키는 것을 의미한다.

이동 전계를 통해 미세입자를 이동시키는 유전 영동과 관련하여 도 5의 (a)를 참조하면, 서로 상이한 전원이 인가되는 다수의 전극 패턴(251, 252)에서 순차적으로 발생하는 이동 전계가 형성되며, 다수의 전극 패턴(251, 252)의 전원을 순차적으로 변화시킴으로써 전계의 힘에 의해 미세 입자가 이동하게 된다.

즉, 다수의 전극 패턴(251, 252)에 의해 형성되는 전계로 미세입자의 분극이 발생되며, 분극된 미세입자는 유전영동(dielectrophoresis)에 기초하여 전계의 변화와 세기에 따라 이동 전계의 방향을 따라 이동하게 된다.

이때 다수의 전극 패턴(251, 252)에 의한 전계 크기는 동일하게 인가할 수도 있으나 필요에 따라서는 상이한 전계 크기를 인가할 수도 있으며, 이는 전원 공급부(215, 217)의 전원 공급 제어에 따라 변경될 수 있다.

나아가서 다수의 전극 패턴(251, 252)에 2상 전압을 인가하여 이동 전계를 생성할 수도 있으나 필요에 따라서는 3상 전압을 인가하여 이동 전계를 생성할 수도 있는데, 가령 상기 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 a, b 및 c의 전극 패턴에 대응되어 Va, Vb 및 Vc의 3상 전압을 인가할 수 있으며, 3상 전원의 위상 제어를 통해 이동 전계의 이동 속도를 조정할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 공기 이동로(50)를 따라 이동하는 미세 입자가 포함된 공기의 이동 영역 상에 전자기장 인가부(100)를 통해 전자기장을 인가하여 로렌츠의 힘(Lorentz's force)으로 미세입자가 미세입자 포집부(200)로 이동하도록 유도한 후 미세입자 포집부(200)에서 유전영동으로 포집된 미세입자를 배출시켜, 공기 중에 포함된 미세입자를 효과적으로 분리하여 배출할 수 있게 된다.

나아가서 전자기장 인가부(100)에 의한 로렌츠의 힘으로 미세입자의 이동을 유도할 때, 미세입자의 크기와 질량에 따라 유도되는 힘이 상이하게 되며, 이와 같은 경향을 이용하여 미세입자를 각기 다르게 분리시킬 수 있는데, 도 6은 본 발명에 다른 미세입자 분리장치의 미세입자 포집부에 대한 다른 실시예를 도시한다.

상기 도 6에서 미세입자 포집부(200)는 공기 흐름 방향을 따라 두 공간(201, 205)로 분리되어 각 공간마다 각기 다른 미세입자(11, 15)를 포집한다. 가령 미세입자 포집부(200)의 첫번째 공간에서는 상대적으로 크기가 크고 질량이 무거운 입자(11)들이 포집되고 두번째 공간에서는 상대적으로 크기가 작고 질량이 가벼운 입자(15)들이 포집된다.

그리고 미세입자 포집부(200)의 구획된 각 공간마다 각각 미세입자 제거판(210)이 구비되어 포집된 미세입자를 유전영동으로 이동시켜 배출한다.

한걸음 더 나아가서 미세입자들을 적절하게 분리시키기 위해 로렌츠의 힘이 조정될 수 있는데, 바람직하게는 전자기장 인가부(100)의 자기장 발생부(150)에 구성을 통해 로렌츠의 힘을 조정할 수 있다. 이와 관련하여 도 7은 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 자기장 발생부에 대한 실시예를 도시한다.

자기장 발생부(150)는 공기 흐름 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 자석을 포함할 수 있으며, 상기 도 7에 도시되지 않았으나 N극과 S극이 서로 대향되도록 공기 이동로의 측면을 따라 쌍을 이루는 복수의 자석이 서로 대향되어 배열될 수 있다.

공기 이동로의 전방부에서는 크기나 질량이 큰 미세입자들의 이동 방향이 상대적으로 쉽게 유도될 수 있기에 상대적으로 작은 자기장을 인가하고 공기 이동로의 후방부로 갈수록 크기나 질량이 작은 미세입자들의 이동 방향 유도가 적절히 이루어질 수 있도록 상대적으로 큰 자기장을 인가하는데, 이를 위해 상기 도 7에 도시된 바와 같이 공기 흐름 방향을 따라 자기장이 점차적으로 커지도록 자기장 발생부(150)의 복수의 자석이 구성될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 제2 실시예에 대한 구성도를 도시한다.

상기 도 8의 본 발명에 따른 제2 실시예는 상기 도 2의 (b)에 대응되는 실시예로서, 미세입자 포집부가 전자기장 인가부가 위치된 공기 이동로의 내부로부터 외부로 연장되어 형성된 실시예이다.

상기 도 8의 제2 실시예에서는 미세입자 포집부(200)가 공기 흐름과 나란하게 다층구조로 배치된 복수의 미세입자 제거판(210, 220, 230)을 포함하며, 복수의 미세입자 제거판(210, 220, 230)은 전자기장 인가부가 배치된 공기 이동로의 내부 공간에 위치된다. 복수의 미세입자 제거판(210, 220, 230) 개수는 필요에 따라 적절히 조정될 수 있다. 그리고 상기 도 8에 도시되진 않았으나 미세입자 포집부(200)에는 복수의 미세입자 제거판(210, 220, 230)의 유전연동으로 미세입자를 외부로 배출시키기 위한 배출구가 형성된다.

상기 도 8의 제2 실시예에서도 앞서 살펴본 상기 제1 실시예에서와 마찬가지로 전자기장 인가부에 의한 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 공기 중에 포함된 미세입자의 이동이 유도되는데, 이때 전자기장 인가부는 미세입자 포집부의 미세입자 제거판(210, 2020, 230)으로 공기 중의 미세입자들이 이동되도록 유도한다. 즉, 공기 중에 포함된 미세입자들은 전자기장 인가부가 배치된 영역을 지나면서 전자기장 인가부에 의해 미세입자 제거판(210, 2020, 230)에 흡착되게 된다. 그리고 미세입자 포집부는 미세입자 제거판(210, 2020, 230)에 의한 유전연동으로 미세입자 제거판(210, 2020, 230)에 흡착된 미세입자들을 외부로 배출한다.

이와 같은 상기 도 8의 제2 실시예에 따른 구성을 통해 전자기장 인가부는 보다 용이하게 미세입자 포집부로 미세입자들을 유도할 수 있으며, 미세입자 포집부는 보다 효과적으로 공기 중의 미세입자들을 포집하여 배출시킬 수 있어 미세입자 집진을 효율을 향상시킬 수 있다.

도 9는 상기 도 8의 제2 실시예를 기본으로 변형된 실시예로서, 본 발명에 따른 미세입자 분리장치의 제3 실시예에 대한 동작도를 도시한다.

상기 도 9의 제3 실시예에서는 전자기장 인가부가 배치된 공기 이동로의 내부 공간을 구획하여 각 구역 공간에 대응되는 복수의 미세입자 포집부(200a, 200b, 200c)가 배치되며, 각 미세입자 포집부(200a, 200b, 200c)는 공기 흐름과 나란하게 다층구조로 배치된 복수의 미세입자 제거판(210, 220, 230)을 포함하고, 복수의 미세입자 제거판(210, 220, 230)의 유전연동으로 미세입자를 외부로 배출시키기 위한 배출구(미도시)를 포함한다.

또한 전자기장 인가부가 각 미세입자 포집부(200a, 200b, 200c)마다 대응되어 배치된 자기장 발생부(151, 152, 153)를 포함하며, 이때 전자기장 인가부의 자기장 발생부(151, 152, 153)는 각기 다른 자기장을 인가하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는 앞서 상기 도 7의 자기장 발생부와 같이 공기 이동로의 전방부로부터 후방부로 갈수록 자기장의 세기가 증가되도록 자기장 발생부(151, 152, 153)가 배치될 수 있다.

이와 같은 상기 도 9의 제3 실시예를 통해 보다 효과적으로 미세입자를 집시키면서 동시에 미세입자의 크기와 질량에 따라 미세입자를 분리시켜서 배출할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 본 발명은, 미세입자에 대한 집진력을 향상시키고 또한 집진판에 흡착되지 않고 흘러가는 미세입자를 최소화시킬 수 있어 공기 정화의 신뢰성과 효율을 높일 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10, 11, 13, 15 : 미세입자,
50 : 공기 이동로,
100 : 전자기장 인가부,
110 : 전극,
130 : 전원 공급부,
150 : 자기장 발생부,
200 : 미세입자 포집부,
210, 220, 230 : 미세입자 제거판.

Claims (12)

1. 미세입자가 포함된 공기가 흐르는 공기 이동로;
   상기 공기 이동로의 중단에 설치되되, 상기 공기의 흐름 방향과 동일 방향의 전기장과 상기 전기장과 수직방향의 자기장을 미세입자가 포함된 공기가 흐르는 공간에 인가하여 로렌츠의 힘(Lorentz's force)에 따라 미세입자의 이동 방향을 유도하는 전자기장 인가부; 및
   상기 전자기장 인가부의 미세입자에 대한 이동 방향 유도에 대응하여 미세입자를 포집하고 유전영동으로 상기 미세입자를 이동시켜 배출하는 미세입자 포집부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전자기장 인가부는,
   상기 공기의 흐름 방향과 동일 방향의 전기장을 형성시키기 위해 서로 대향하여 상기 공기 이동로의 중단 내부에 이격되어 배치된 복수의 전극과;
   상기 제1 전극 제2 전극에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 전기장 발생부; 및
   상기 전기장과 수직방향으로 자기장을 형성시켜 상기 미세입자 포집부로 미세입자의 이동을 유도하기 위한 자기장 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1 전극과 제2 전극은,
   병렬의 복수 라인 구조, 망 구조 또는 통공이 형성된 메쉬 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 자기장 발생부는,
   상기 공기의 흐름 방향과 수직하게 서로 대향되어 배치된 자석쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 자기장 발생부는,
   상기 공기의 흐름 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 복수의 자석쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 복수의 자석쌍은,
   서로 상이한 크기의 자기장을 형성시키는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 미세입자 포집부는,
   상기 상기 전자기장 인가부에 의해 이동 방향이 유도된 미세입자를 포집하고, 포집된 미세입자를 유전영동으로 이동시키는 미세입자 제거판; 및
   상기 미세입자 제거판에 의한 미세입자의 이동방향 끝단에 형성되어 미세입자를 배출하는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 미세입자 제거판은,
   두 개 이상의 전계를 형성하는 복수의 전극 패턴; 및
   상기 복수의 전극 패턴에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 미세입자 포집부는,
   상기 전자기장 인가부가 배치된 상기 공기 이동로의 내부 공간에 위치되며, 상기 공기의 흐름 방향과 평행하게 다층구조로 배치된 복수의 미세입자 제거판을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자기장 인가부가 배치된 상기 공기 이동로의 내부 공간을 상기 공기의 흐름 방향을 따라 복수의 구역 공간으로 구분하고,
    상기 복수의 구역 공간에 대응되어 상기 미세입자 포집부가 북수개 형성된 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 미세입자 포집부는
    상기 전자기장 인가부의 하부에 배치된 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 미세입자 포집부는
    상기 공기의 흐름 방향에 대응되어 구분된 복수의 공간을 포함하며,
    상기 복수의 공간마다 상기 미세입자 제거판이 배치된 것을 특징으로 하는 미세입자 분리장치.

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